專利名稱：一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳素原料具有對鋼液和熔渣不潤濕性、耐火度高、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱率高及與耐火材料在高溫下不發(fā)生共熔等優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)用含碳耐火材料，以提高其熱震穩(wěn)定性和抗渣侵蝕性。現(xiàn)有國內(nèi)外大型鋼廠用含碳耐火材料的碳素原料使用最多的是天然鱗片石墨。傳統(tǒng)含碳耐火材料的碳含量一般為7 18wt%，有的甚至高達30wt%，過高的碳含量使得材料在使用過程中存在以下幾個問題:(I)碳的溶解對鋼水的污染特別是增碳現(xiàn)象嚴重，制約低碳鋼、超低碳鋼的技術(shù)發(fā)展；(2)材料導(dǎo)熱率高，導(dǎo)致鋼水溫度下降過快、熱能損失過大；(3)碳氧化產(chǎn)生大量CO2氣體，加劇溫室效應(yīng)污染環(huán)境并消耗大量碳資源。隨著低碳經(jīng)濟社會構(gòu)建的需求以及當(dāng)今冶煉潔凈鋼和品種鋼技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)低碳高性能的含碳耐火材料迫在眉睫。然而簡單降低碳含量，勢必導(dǎo)致含碳耐火材料抗熱震穩(wěn)定性能變差和抗侵蝕性能惡化。為了彌補單純降低碳含量 所帶來的含碳耐火材料性能降低的問題，目前國內(nèi)外廣泛通過使用具有優(yōu)異性能和獨特形貌的納米碳素原料(如:石墨烯、納米炭黑、碳納米管等)，部分或完全取代天然鱗片石墨，開發(fā)具有較低碳含量的含碳耐火材料，在某種程度上滿足了鋼鐵冶煉技術(shù)的需求。然而，這些納米碳素原料，往往被簡單直接加入材料中，一方面因制備困難而成本較高，另一方面因比表面積大、分散困難而難以充分發(fā)揮作用，最終限制了其在實際生產(chǎn)中的使用。例如:“一種碳復(fù)合耐火材料及其制備方法”(CN201110157588.8)專利技術(shù)，將表面形成防氧化涂層的石墨烯部分或全部取代普通鱗片石墨，并均勻分散于含碳耐火材料中，制得的碳復(fù)合耐火材料強度高、熱導(dǎo)率低、熱震穩(wěn)定性及抗渣侵蝕性優(yōu)良，但石墨烯成本高，且防氧化涂層的制備技術(shù)比較復(fù)雜，限制了石墨烯在實際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用；“一種含碳耐火材料用改性碳素原料及其制備方法”(CN201010566519.8)介紹了具有陶瓷涂層的納米炭黑和多壁碳納米管，但納米炭黑和多壁碳納米管的成本較高，且因比表面積大、極易團聚而在含碳耐火材料中不易分散均勻，難以充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢。此外，“一種低碳鎂碳磚及其制備方法”(CN200910014811.6)專利技術(shù)，采用膨脹石墨部分或全部替代鱗片石墨，明顯降低低碳鎂碳磚的熱膨脹率，并提高了耐剝落性能，但膨脹石墨的體積過大(膨脹石墨的體積可達到同等質(zhì)量鱗片石墨體積的200倍以上)，若直接加入材料中，含量不宜過大。總的來說，石墨烯、納米炭黑、碳納米管和膨脹石墨是具有優(yōu)異性能和不同形貌的碳素原料，但其自身也存在成本和分散性等問題，若不經(jīng)任何處理而簡單加入含碳耐火材料中，不僅實際生產(chǎn)成本過高，而且難以提高含碳耐火材料的性能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的在于提供一種性能優(yōu)良和成本低的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料的制備方法，所制備的復(fù)合碳素原料用于含碳耐火材料，不僅能大幅降低含碳耐火材料中的碳含量和導(dǎo)熱率，并能提高含碳耐火材料的綜合性能、尤其是力學(xué)性能，且節(jié)能減排效果顯著。為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:先將占所述復(fù)合碳素原料4(T75wt%的膨脹石墨和5 40wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料5 40wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在14(T230°C條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛或氮氣氣氛中于70(Tl30(rC條件下保溫1 4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。所述的膨脹石墨的制備方法是:先將粒度大于0.045mm且小于0.3mm的氧化石墨于85(Tl2()(rC條件下保溫1(Γ60秒，得到預(yù)制膨脹石墨，再將預(yù)制膨脹石墨置于檸檬酸水溶液中，攪拌均勻，過濾，得到表面改性的膨脹石墨；然后將表面改性的膨脹石墨置于濃度為0.0Γ0.5mol/L的過渡金屬化合物的水溶液中，攪拌均勻，過濾，得到接枝催化劑的膨脹石墨；最后將接枝催化劑的膨脹石墨置于6(Γ100 條件下烘干24小時，制得膨脹石墨。所述過渡金屬化合物為硫酸鐵、硫酸鈷、硫酸鎳、醋酸鐵、醋酸鈷、醋酸鎳、氯化鐵、氯化鈷和氯化鎳中的一種。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料是膨脹石墨表面原位生長碳納米管的碳素原料；它結(jié)合了膨脹石墨和碳納米管的雙重優(yōu)勢，既保留了膨脹石墨優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性、熱導(dǎo)率(5000W/m*K)及對氧化渣不潤濕等優(yōu)異性能，又保留了碳納米管優(yōu)異的機械強度(彈性模量與金剛石相當(dāng)，彎曲強度14.2GPa，拉伸強度為高強度鋼的100倍)。通過對膨脹石墨進行造粒處理，解決了膨脹石墨因體積過大(膨脹石墨的體積可達到同等質(zhì)量鱗片石墨體積的200倍以上)而難以大量使用的問題。與此同時，通過在膨脹石墨表面原位生長碳納米管，解決了碳納米管的成本過高、在含碳耐火材料中不易分散均勻的問題，故所制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料性能優(yōu)良、成本低和能大量使用。

將本發(fā)明制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入含碳耐火材料中，部分或全部取代普通鱗片石墨并均勻分散在耐火材料中，在外在作用下所制備的復(fù)合碳素原料能有效吸收應(yīng)力、抑制裂紋擴展，起到由大量鱗片石墨加入而產(chǎn)生的效果(優(yōu)良的抗渣侵蝕性和熱震穩(wěn)定性)，不僅降低了碳含量，明顯提高了含碳耐火材料的力學(xué)性能，且能降低熱導(dǎo)率、減少冶煉過程中的熱能損耗，節(jié)能減排效果明顯。因此，本發(fā)明所制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料性能優(yōu)良和成本低，所制備的復(fù)合碳素原料用于含碳耐火材料，不僅能大幅降低含碳耐火材料中的碳含量和導(dǎo)熱率，并能提高含碳耐火材料的綜合性能，尤其是力學(xué)性能，且節(jié)能減排效果顯著。


圖1為本發(fā)明制備的一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料的掃描電子顯微圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。實施例1一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。先將占所述復(fù)合碳素原料6(T75wt%的膨脹石墨和16 26wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料5 16wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在14(T230°C條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛中于70(T90(TC條件下保溫廣4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。所述的膨脹石墨的制備方法是:先將粒度大于0.045mm且小于0.3mm的氧化石墨于85(Tl2()(rC條件下保溫1(Γ60秒，得到預(yù)制膨脹石墨，再將預(yù)制膨脹石墨置于檸檬酸水溶液中，攪拌均勻，過濾，得到表面改性的膨脹石墨；然后將表面改性的膨脹石墨置于濃度為0.0Γ0.5mol/L的過渡金屬化合物的水溶液中，攪拌均勻，過濾，得到接枝催化劑的膨脹石墨；最后將接枝催化劑的膨脹石墨置于6(Γ100 條件下烘干24小時，制得膨脹石墨。本實施例所采用的過渡金屬化合物是硫酸鐵、醋酸鐵和氯化鐵中的一種。將本實施例所制得的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入鋁碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鋁碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鋁碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的40飛0%。在埋碳氣氛下經(jīng)115(T125(TC熱處理，檢測結(jié)果顯示:常溫抗折強度為26.3^27.5MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.2^5.4W/(m -K) ；1600°C X 3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。實施例2
一種含碳耐火材料用 復(fù)合碳素原料及其制備方法。先將占所述復(fù)合碳素原料4(T50wt%的膨脹石墨和26 40wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料16 25wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在14(T230°C條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛中于70(T90(TC條件下保溫廣4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本實施例所述的膨脹石墨的制備方法是同實施例1，其中所采用的過渡金屬化合物是硫酸鈷、醋酸鈷和氯化鈷中的一種。將本實施例所制得的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入鋁碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鋁碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鋁碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的3(Γ50%。在埋碳氣氛下經(jīng)115(T125(TC熱處理，檢測結(jié)果顯示:常溫抗折強度為26.5^27.2MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.6^5.9W/(m-K) ；1550°C X 3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。實施例3
一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。先將占所述復(fù)合碳素原料5(T60wt%的膨脹石墨和5 16wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料25 40wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在14(T230°C條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛中于70(T90(TC條件下保溫廣4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本實施例所述的膨脹石墨的制備方法是同實施例1，其中所采用的過渡金屬化合物是硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種。將本實施例所制得的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入鋁碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鋁碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鋁碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的4(Γ50%。在埋碳氣氛下經(jīng)115(T125(TC熱處理，檢測結(jié)果顯示:常溫抗折強度為26.€21.3MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.Γδ.6W/(m -K) ；1550°C X 3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。實施例4
一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。先將占所述復(fù)合碳素原料6(T75wt%的膨脹石墨和16 26wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料5 16wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在14(T230°C條件下烘烤24小時，在氮氣氣氛中于90(Γ1100 條件下保溫I 4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本實施例所述的膨脹石墨的制備方法是同實施例1，其中所采用的過渡金屬化合物是硫酸鐵、醋酸鐵和氯化鐵中的一種。將本實施例所制得的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的40飛0%。在埋碳氣氛下經(jīng)72(T810°C熱處理，檢測結(jié)果顯示:常溫抗折強度為24.2^25.3MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.Γ4.9W/(m -K) ；1550°C X 3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。實施例5
一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法先將占所述復(fù)合碳素原料4(T50wt%的膨脹石墨和26 40wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料16 25wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在14(T230°C條件下烘烤24小時，在氮氣氣氛中于90(Γ1100 條件下保溫I 4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本實施例所述的膨脹石墨的`制備方法是同實施例1，其中所采用的過渡金屬化合物是硫酸鈷、醋酸鈷和氯化鈷中的一種。將本實施例所制得的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的3(Γ50%。在埋碳氣氛下經(jīng)72(T810°C熱處理，檢測結(jié)果顯示:常溫抗折強度為
23.9^24.8MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.(Γ4.7W/(m -K) ；1550°C X 3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。實施例6
一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。先將占所述復(fù)合碳素原料5(T60wt%的膨脹石墨和5 16wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料25 40wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在14(T230°C條件下烘烤24小時，在氮氣氣氛中于90(Γ1100 條件下保溫I 4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本實施例所述的膨脹石墨的制備方法是同實施例1，其中所采用的過渡金屬化合物是硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種。將本實施例所制得的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鋁鎂碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的4(Γ50%。在埋碳氣氛下經(jīng)72(T810°C熱處理，檢測結(jié)果顯示:常溫抗折強度為
24.Γ25.4MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.Γ4.6ff/(m -K) ；1550°C X 3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。實施例7
一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。先將占所述復(fù)合碳素原料6(T75wt%的膨脹石墨和16 26wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料5 16wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在140^230 0C條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛中于110(Tl300 °C條件下保溫I 4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本實施例所述的含碳耐火材料用膨脹石墨的制備方法是同實施例1，其中所采用的過渡金屬化合物是硫酸鐵、醋酸鐵和氯化鐵中的一種。將本實施例所制得的復(fù)合碳素原料引入鎂碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鎂碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鎂碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的40飛0%。在埋碳氣氛下經(jīng)105(Γ1250 熱處理，檢測結(jié)果顯示:1400°C X 30分鐘埋碳下的高溫抗折強度為 15.2 20.6
MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.3^4.9ff/(m.K) ；1550°C X3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。實施例8
一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。先將占所述復(fù)合碳素原料4(T50wt%的膨脹石墨和26 40wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料16 25wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在140^230 0C條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛中于110(Tl300 °C條件下保溫I 4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本實施例所述的膨脹石墨的制備方法是同實施例1，其中所采用的過渡金屬化合物是硫酸鈷、醋酸鈷和氯化鈷中的一種。將本實施例所制得的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入鎂碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鎂碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鎂碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的30 50%。在埋碳氣氛下經(jīng)105(Tl250°C熱處理，檢測結(jié)果顯示:1400°C X 30分鐘埋碳下的高溫抗折強度為15.6 21.8MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.Γ4.8ff/(m -K) ；1550°C X 3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。實施例9
一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。先將占所述復(fù)合碳素原料5(T60wt%的膨脹石墨和5 16wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料25 40wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在140^230 0C條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛中于110(Tl300 °C條件下保溫I 4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本實施例所述的膨脹石墨的制備方法是同實施例1，其中所采用的過渡金屬化合物是硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種。將本實施例所制得的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入鎂碳質(zhì)含碳耐火材料，部分或完全取代原鎂碳質(zhì)含碳耐火材料中的石墨，其碳含量為原鎂碳質(zhì)含碳耐火材料碳含量的40 50%。在埋碳氣氛下經(jīng)105(Tl250°C熱處理，檢測結(jié)果顯示:1400°C X 30分鐘埋碳下的高溫抗折強度為14.6^19.4MPa ;激光測定常溫導(dǎo)熱系數(shù)為4.Γδ.lff/(m -K) ；1550°C X 3小時埋碳氣氛下進行渣侵蝕試驗，無明顯侵蝕或滲透現(xiàn)象。本具體實施方式
所制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料是膨脹石墨表面原位生長碳納米管的碳素原料；它結(jié)合了膨脹石墨和碳納米管的雙重優(yōu)勢，既保留了膨脹石墨優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性、熱導(dǎo)率(5000W/m*K)及對氧化渣不潤濕等優(yōu)異性能，又保留了碳納米管優(yōu)異的機械強度(彈性模量與金剛石相當(dāng)，彎曲強度14.2GPa，拉伸強度為高強度鋼的100倍)。大量碳納米管原位生長在膨脹石墨的表面，形成了如圖1所示的膨脹石墨和碳納米管的互鎖結(jié)構(gòu)。通過對膨脹石墨進行造粒處理，解決了膨脹石墨因體積過大(膨脹石墨的體積可達到同等質(zhì)量鱗片石墨體積的200倍以上)而難以大量使用的問題。與此同時，通過在膨脹石墨表面原位生長碳納米管，解決了碳納米管的成本過高、在含碳耐火材料中不易分散均勻的問題，故所制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料性能優(yōu)良、成本低和能大量使用。將本具體實施方式
制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料引入含碳耐火材料中，部分或全部取代普通鱗片石墨并均勻分散在耐火材料中，在外在作用下所制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料能有效吸收應(yīng)力、抑制裂紋擴展，起到由大量鱗片石墨加入而產(chǎn)生的效果(優(yōu)良的抗渣侵蝕性和熱震穩(wěn)定性)，不僅降低了碳含量，明顯提高了含碳耐火材料的力學(xué)性能，且能降低熱導(dǎo)率、 減少冶煉過程中的熱能損耗，節(jié)能減排效果明顯。因此，本具體實施方式
所制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料性能優(yōu)良和成本低，所制備的復(fù)合碳素原料用于含碳耐火材料，不僅能大幅降低含碳耐火材料中的碳含量和導(dǎo)熱率，并能提高含碳耐火材料的綜合性能，尤其是力學(xué)性能，且節(jié)能減排效果顯著。
權(quán)利要求
1.一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料的制備方法，其特征在于先將占所述復(fù)合碳素原料4(T75wt%的膨脹石墨和5 40wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料5 40wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在14(T230°C條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛或氮氣氣氛中于70(Tl30(rC條件下保溫Γ4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料的制備方法，其特征在于所述的膨脹石墨的制備方法是:先將粒度大于0.045mm且小于0.3mm的氧化石墨于85(Tl2()(rC條件下保溫1(Γ60秒，得到預(yù)制膨脹石墨；再將預(yù)制膨脹石墨置于檸檬酸水溶液中，攪拌均勻，過濾，得到表面改性的膨脹石墨；然后將表面改性的膨脹石墨置于濃度為0.0Γ0.5mol/L的過渡金屬化合物的水溶液中，攪拌均勻，過濾，得到接枝催化劑的膨脹石墨；最后將接枝催化劑的膨脹石墨置于6(Γ100 條件下烘干24小時，制得膨脹石墨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料的制備方法，其特征在于所述過渡金屬化合物為硫酸鐵、硫酸鈷、硫酸鎳、醋酸鐵、醋酸鈷、醋酸鎳、氯化鐵、氯化鈷和氯化鎳中的一種。
4.一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料，其特征在于所述復(fù)合碳素原料為根據(jù)權(quán)利要求Γ2項中任一項所述的 含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料的制備方法所制備的含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料及其制備方法。其技術(shù)方案是先將占所述復(fù)合碳素原料40~75wt%的膨脹石墨和5~40wt%的液態(tài)酚醛樹脂加入造粒機內(nèi)混合均勻，再將占所述復(fù)合碳素原料5~40wt%的固態(tài)酚醛樹脂粉加入造粒機中進行造粒，得到造粒料；然后將造粒料在140~230℃條件下烘烤24小時，在埋碳氣氛或氮氣氣氛中于700~1300℃條件下保溫1~4小時，破碎，過篩，制得含碳耐火材料用復(fù)合碳素原料。本發(fā)明制備的復(fù)合碳素原料性能優(yōu)良和成本低，所制備的復(fù)合碳素原料用于含碳耐火材料，不僅能大幅降低含碳耐火材料中的碳含量和導(dǎo)熱率，并能提高含碳耐火材料的綜合性能、尤其是力學(xué)性能，且節(jié)能減排效果顯著。
文檔編號C04B35/536GK103159481SQ20131007757
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者李亞偉, 王慶虎, 王恒, 桑紹柏, 朱天彬 申請人:武漢科技大學(xué)